CN115126655A - 风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取目标风力发电机组检测到的目标风力；目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组，目标区域包括多个子区域；在目标风力发电机组检测到的风力的数量为预设数量的情况下，将风力确定为目标风力；确定目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；根据目标风力、引力合力和斥力合力，预测目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；根据预测风速和预测风向，对下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。从而实现提前对风力发电机组进行调整，等待风力经过，提高风能利用率。

Description

风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

风力发电能够对取之不尽的风能进行利用，将风的动能转换为电能，并输入电网为用电设备供电。

目前，风力发电是通过风力发电机组的风力装置感应风力，并根据感应到的风力的方向和速度调整风力发电机组的叶片的桨距和转轴方向等参数，从而将风力发电机组调整到朝向迎风面，以接收更多的风能。

然而，风力发电机组的调整存在耗时，导致对风能的利用率较低。

发明内容

本申请提供一种风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质，用以解决风力发电机组的调整存在耗时，导致对风能的利用率较低的问题。

第一方面，本申请提供一种风力发电的控制方法，包括：获取目标风力发电机组检测到的目标风力；所述目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；所述目标区域包括多个子区域；确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；根据所述预测风速和所述预测风向，对所述下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

第二方面，本申请提供一种风力发电的控制装置，包括：获取模块，用于获取目标风力发电机组检测到的目标风力；所述目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；所述目标区域包括多个子区域；确定模块，用于确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；预测模块，用于根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；调整模块，用于根据所述预测风速和所述预测风向，对所述下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面所述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

本申请提供的风力发电的控制方法、装置、设备及存储介质，通过获取目标风力发电机组检测到的目标风力；目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；目标区域包括多个子区域；确定目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；根据目标风力、引力合力和斥力合力，预测目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；根据预测风速和预测风向，对下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。由于是根据目标区域内首个检测到目标风力的目标风力发电机组所接收到的目标风力，以及目标风力发电机组所在的子区域处周围子区域的引力合力和斥力合力对目标风力的影响，预测目标风力的走向以及到达下一子区域时的风速，从而根据目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向，对下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整，提前将下一子区域处的风力发电机组调整至迎风面，以最大限度地接收风能，避免风能的浪费，提高风能的利用率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种风力发电的控制方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的风力发电机组的地理部署的示意图；

图4为本申请实施例提供的目标区域中子区域的云层及光照的示意图；

图5为本申请实施例提供的预设圆形区域内各目标子区域的引力距离系数的示意图；

图6为本申请实施例提供的目标风力前进方向上三个相邻方向的示意图；

图7为本申请实施例提供的预测风速的计算过程的原理示意图；

图8为本申请实施例提供的风力发电的控制装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

风是空气在水平方向上的流动。由于太阳照射着地表的不同区域，空气受阳光的照射后，就造成了有的地方空气热，有的地方空气冷。热空气比较轻，容易向高处飞扬，就上升到了周围的冷空气之上；而冷空气比较重，会向较轻空气的地方流动，于是空气受热或受冷而导致从一个地方向另一个地方移动，使得空气发生了流动现象，便产生了风。

风能是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到重视。风力发电主要是采用风力发电机组来发电，图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组的结构示意图。如图1所示，该风力发电机组包括：风力装置11、齿轮箱12、发电机13和伺服装置14；风力装置11设置在支撑杆15上，风力装置11可围绕支撑杆15进行360度旋转。风力装置11与齿轮箱12之间通过低速转轴连接，齿轮箱12与发电机13之间通过高速转轴连接，伺服装置14分别与风力装置11、齿轮箱12和发电机13连接，用于分别对风力装置11、齿轮箱12和发电机13进行控制。

风力装置11接收到风力后，会发生旋转，从而通过低速转轴带动齿轮箱中齿轮转动，进而带动高速转轴旋转，从而将风能转换为机械能，发电机在高速转轴的旋转带动下将机械能转换为电能，实现发电。

实际中，风力的方向并不是固定的，需要根据风力方向调整风力装置11的方向，使得风力装置11调整到合适的位置，能够最大程度地接收到风能。具体的，是当风力发电机组的风力装置11感应到风力的方向和速度时，再通过伺服装置14改变风力装置的叶片桨距，风力装置11与支撑杆15之间的转轴的方向等参数，从而将风力装置11调整到迎风的位置，以最大限度地接收风能。

根据上述风力发电原理可知，目前，风力发电机组采用的是被动接收风力的方式。而风力发电机组调整风力装置到合适的位置需要时间，在间歇式的阵风环境中，很难在第一时间达到理想工作状态，如此便会造成风能的浪费，使得对风能的利用率较低。

针对上述技术问题，本申请的发明人发现：在设置有多台风力发电机组且包括多个子区域的目标区域内，当一股风到来时，由于风力前进需要一定时间，因而多台风力发电机组并非同时检测到风力，而是不同时地检测到风力的。而不同的子区域处由于受到阳光照射程度和地势高低的不同，存在不同的引力的合力，这些引力和合力会对风力的前进形成加速或阻碍作用。在此基础上，可以通过在目标区域内首个风力发电机组检测到目标风力时，根据目标风力和目标风力发电机组周围区域的引力合力和斥力合力，预测目标风力在下一区域的风速和风向，并根据预测的风速和风向调整下一区域的风力发电机组的叶片桨距和转轴方向等参数，以提前将下一区域的风力发电机组调整至迎风面，等待风的到来，从而实现使风力发电机组快速达到理想工作状态，提高对风能的利用率的效果。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图2为本申请实施例提供的一种风力发电的控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括如下步骤：

S201、获取目标风力发电机组检测到的目标风力；目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组，该目标区域包括多个子区域。

本实施例的方法的执行主体可以是风力发电机组内部的控制器。

其中，目标区域为包括多台风力发电机组，且需要对风力发电机组的风向进行预测的地理区域。目标风力发电机组可以是多台风力发电机组中任一风力发电机组。当风力到达目标区域内时，首个检测到风力的风力发电机组即为目标风力发电机组。

图3为本申请实施例提供的风力发电机组的地理部署的示意图。如图3所示，可以根据目标区域的世界地图将目标区域划分为W*H个子区域，最大的矩形区域为目标区域，图中的每个小矩形块代表一个子区域，一个子区域中的圆圈代表一个风力发电机组。

其中，目标风力包括风速和风向。当多台风力发电机组中的任一风力发电机组首先检测到风力时，也会检测到该风力的风速和风向，控制器可以获取该检测到的风力的风速和风向，并根据检测到风力的速度和方向调整该风力发电机组的叶片的方向和转轴方向，使得风力发电机组调整到合适的位置，以最大程度地接收风能。

可选的，若当前时刻目标风力发电机组仅接收到一股风力，则该股风力为目标风力。若当前时刻目标风力发电机组接收到多股风力，则是依次从多股风力中选择任一股风力确定为目标风力，或者从多股风力中仅选择任一股风力确定为目标风力。目标风力用于对该目标风力到达目标区域内其他风力发电机组时的风速和角度进行预测，并根据预测风速提前将其他风力发电机组的桨距进行调整，以及根据预测角度提前对其他风力发电机组的桨轴进行调整。

S202、确定目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力。

太阳对子区域的照射，使得子区域的地表温度有所差异，从而使得有的子区域处空气热，有的子区域处空气冷。于是空气热的子区域就会产生热空气，而热空气由于质量较轻，会发生上升现象，当热空气上升时，会吸引周边子区域处的冷空气补充从而产生引力。本步骤S202是以目标风力发电机组所在的子区域为圆心，并以预设距离为半径划一预设圆形区域。该预设圆形区域内所有子区域的引力的合力即为目标风力发电机组所在的子区域的周围的多个子区域的引力合力。其中，预设圆形区域内所有子区域中全部子区域或部分子区域存在引力，则本步骤是将预设圆形区域内所有子区域中全部子区域或部分子区域的引力的合力作为目标风力发电机组周围的子区域的引力合力。

而各子区域的地势高低不同，地势高的子区域会对低处子区域的风力产生阻挡作用，而地势低的子区域不会对高处子区域的风力产生阻挡作用。因而，根据各子区域地势高低程度，可以得到风力在经过该目标子区域时，所受到的斥力。

其中，通过风力前进方向的多个相邻方向上斥力的合力，可以得到目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力。示例性地，在风力前进方向的三个相邻方向，即左上方向、正前方向和右上方向会对目标风力产生斥力，风力前进方向的左上方向、正前方向和右上方向的斥力的合力即为目标风力发电机组所在的子区域的周围子区域的斥力合力。

S203、根据目标风力、引力合力和斥力合力，预测目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向。

其中，引力合力对于目标风力具有加速或减速作用。当引力合力在与目标风力的风向平行的方向上分解的引力合力的方向，与目标风力的风向之间的夹角满足预设条件，则对目标风力具有加速作用，若与目标风力的风向之间的夹角不满足预设条件，则对目标风力具有减速作用。因此，根据引力合力在与目标风力的风向平行的方向上分解的引力合力，可以预测得到目标风力在到达下一子区域时的第一预测风速。

同样地，斥力合力对于目标风力具有减速作用，根据斥力合力在与目标风力的风向平行的方向上分解的斥力合力，能够预测得到目标风力在到达下一子区域时的第二预测风速。

进一步地，根据目标风力的当前风速、第一预测风速和第二预测风速，便可以得到目标风力到达下一子区域时的预测风速。

引力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角，以及斥力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角决定目标风力的走向。因而根据引力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角，以及斥力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角，能够得到目标风力到达下一子区域时的预测风向。

S204、根据预测风速和预测风向，对下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

其中，风力发电机组的可调整参数包括桨距和桨轴，当风速大于预设风速阈值时，可以增大桨距，以减小叶片的横截面积，从而利于空气快速通过叶片之间的间隙。而当风速小于或等于预设风速阈值时，可以减小桨距，以增大风力发电机组的受力面积，从而通过阻挡更多的空气产生更多的能量。风力叶片桨轴方向需平行于风向，小型风车一般通过尾翼片控制桨轴始终平行于风向，但大型机组不适合于快速来回摆动，会造成转环快速磨损，因而可以通过伺服机构控制桨轴方向。

本实施例根据目标区域内首个检测到风力的目标风力发电机组所接收到的目标风力，以及目标风力发电机组所在的子区域处周围子区域的引力合力和斥力合力对目标风力的影响，预测目标风力的走向以及到达下一子区域时的风速，从而根据目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向，对下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整，提前将下一子区域处的风力发电机组调整至迎风面，以最大限度地接收风能，避免风能的浪费，提高风能的利用率。

在本申请的一个或多个实施例中，可选的，确定目标风力发电机组所在的子区域所受到的引力合力，包括：

步骤a1、确定以目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的空气热流动系数和引力距离系数。

其中，以目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内的子区域为目标子区域。

可选的，确定以目标风力发电机组所在的子区域为圆心的预设圆形区域内各目标子区域的空气热流动系数，包括：

步骤a1-11、获取目标区域的云层图和光照图；云层图包括目标区域中各子区域的云层遮挡比例；光照图包括目标区域中子区域的光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度。

可选的，根据气象站的信息可以获取到目标区域的云层图和光照图。通过将目标区域的云层图划分为W*H个子云层图，以及将目标区域的光照图划分为W*H个子光照图，可以得到目标区域中每个子区域对应的子云层图和子光照图。进而根据目标区域中子区域对应的子云层图和子光照图就可以得到该子区域的光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度。

目标区域中子区域的云层遮挡比例是指云层对于目标区域中子区域的遮挡比例。照射角度是指被照射的子区域与太阳位置之间的夹角。

图4为本申请实施例提供的目标区域中子区域的云层及光照的示意图。如图4所示，图中矩形框表示目标区域中的子区域，Yb表示子区域的地势高度，Sj表示子区域的照射角度，Sq表示子区域的光照强度。

步骤a1-12、根据目标区域的云层图和光照图，获取各目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度。

其中，根据各目标子区域的地理坐标，便可以得到各目标子区域对应的子云层图和子光照图，进而可以得到各目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度。

步骤a1-13、根据各目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度，确定各目标子区域的空气热流动系数。

其中，步骤a1-13可以表示为如下公式（1）：

Rx=Sq*St*Sin（Sj）*（1-Yb）；（1）

式（1）中，Rx为目标区域中子区域的空气热流动系数；Sq为目标区域中子区域的光照强度；St为目标区域中子区域在预设时间内连续照射时长；Sj为目标区域中子区域的照射角度；Yb为目标区域中子区域的云层遮挡比例。当光照强度越大，且连续照射时长越久，Rx会越来越大，则该子区域处会形成上升气流，并对周边冷空气进行吸收补充从而产生引力Ratt。

可选的，确定以目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的引力距离系数，包括：步骤a1-21、根据各目标子区域与目标风力发电机组所在的子区域之间的距离，确定各目标子区域的引力距离系数；其中，各目标子区域与目标风力发电机组所在的子区域之间的距离，与各目标子区域的引力距离系数负相关。

图5为本申请实施例提供的预设圆形区域内各目标子区域的引力距离系数的示意图。如图5所示，预设圆形区域内的矩形块即为各目标子区域。圆心位置Fc处对应的目标风力发电机组所在的子区域的引力距离系数Fy为1，位于预设圆形区域的圆周上（预设半径Fr）的目标子区域的引力距离系数Fy为0，从圆心位置Fc处的目标子区域朝向圆周方向，距离圆心位置Fc越远，引力距离系数Fy越小。反之，距离圆心位置Fc越近，引力距离系数Fy越大。

可选的，根据各目标子区域与目标风力发电机组所在的子区域之间所间隔的目标子区域的数量和每个目标子区域的引力的权重的乘积，以及与预设数值的差值，可以得到各目标子区域的引力距离系数。具体可以表示为如下公式：Fy=1-（n+1）*（1/Fr）；其中，n为各目标子区域与目标风力发电机组所在的子区域之间所间隔的目标子区域的数量。示例性地，假设每个目标子区域的Ratt的权重为1/Fr，则从圆心位置Fc处由内向外每一圈的目标子区域的引力距离系数依次为1、（1-1/Fr）、(1-2/Fr)、……0。

步骤a2、根据各目标子区域的空气热流动系数和引力距离系数，确定各目标子区域的引力；各目标子区域的引力的方向为圆心至各目标子区域的方向。

本实施例中各目标子区域的引力为矢量，具有大小和方向。可选的，各目标子区域的引力的大小可以根据各目标子区域的空气热流动系数和引力距离系数的乘积得到；各目标子区域的引力的方向可以根据目标风力发电机组所在的子区域与各目标子区域之间的连线所在的方向得到。其中，各目标子区域的引力的方向是指从目标风力发电机组所在的子区域到各目标子区域的方向。

值得注意的是，根据上述公式（1）可知，当某一子区域被云层完全遮挡，即云层遮挡比例为1时，该子区域的空气热流动系数为0。进一步地，根据步骤a2计算各目标子区域的引力时，就会出现某一目标子区域引力为0的情况，即该目标子区域没有引力。

步骤a3、对各目标子区域的引力进行向量累加，得到目标风力发电机组周围的子区域的引力合力。

本步骤中，各目标子区域的引力的合力即为目标风力发电机组所在的子区域所受到的引力合力。示例性地，假设针对5个目标子区域的引力进行向量累加，则首先可以选中5个目标子区域中其中两个目标子区域的引力进行向量累加，得到的第1次累加后的引力再与剩余3个引力中其中1个引力进行向量累加，得到的第2次累加后的引力再与剩余2个引力中其中1个引力进行向量累加，得到的第3次累加后的引力再与剩余的1个引力进行向量累加，得到目标风力发电机组所在的子区域所受到的引力合力。其中，关于两个向量之间的累加，可以参见相关技术的介绍，此处不再赘述。

在本申请的一个或多个实施例中，可选的，确定目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力，包括：

步骤b1、根据目标风力发电机组所在的子区域的平均高度与多个相邻子区域的平均高度的高度差，确定多个相邻子区域的斥力；每个相邻子区域的斥力的方向为相邻子区域至目标风力发电机组所在的子区域的方向。

其中，根据目标风力发电机组所在的子区域中所有等高线的高度的平均值，可以得到目标风力发电机组所在的子区域的平均高度。同理，根据多个相邻子区域中每个相邻子区域中所有等高线的高度的平均值，可以得到每个相邻子区域的平均高度。

本步骤是根据目标风力发电机组所在的子区域的平均高度与多个相邻子区域中每个子区域的平均高度的高度差，确定多个相邻子区域的多个斥力；其中，多个相邻子区域中每个相邻子区域都对应一斥力。

图6为本申请实施例提供的目标风力前进方向上三个相邻方向的示意图。如图6所示，是以目标风力当前所处位置为中心，建立3*3的矩阵。该矩阵中每个矩形块代表一个子区域，其中，编号为1、2、3的矩形块分别为目标风力前进方向上的左上方向、正前方向和右上方向对应的子区域。目标风力按照当前风向前进时，会受到相邻子区域的斥力影响。则相邻子区域的斥力=相邻子区域的平均高度-目标风力发电机组所在的子区域的平均高度。若相邻子区域的斥力为正数或0，则表明相邻子区域的地势高于或等高于目标风力发电机组所在的子区域的地势，其会对目标风力造成阻挡作用；若相邻子区域的斥力为负数，则表明相邻子区域的地势低于目标风力发电机组所在的子区域的地势，其不会对目标风力造成阻挡。本实施例中是取大于或等于0的斥力作为多个相邻子区域的斥力。

步骤b2、对多个相邻子区域的斥力进行向量累加，得到目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力。

其中，步骤b2的具体实现过程与步骤a3的具体实现过程类似，具体可以参见步骤a3的具体实现过程的介绍，此处不再赘述。

在本申请的一个或多个实施例中，可选的，根据目标风力、引力合力和斥力合力，预测目标风力到达下一子区域时的预测风速，包括：

步骤c1、根据引力合力的大小、引力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角、目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测引力合力在平行于目标风力的方向上对目标风力的风速增量值。

可选的，目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间可以根据目标风力的前进方向上，目标风力发电机组所在的子区域的对角线长度与目标风力的风速的商，即为目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间t。

图7为本申请实施例提供的预测风速的计算过程的原理示意图。如图7所示，引力合力方向Datt与目标风力的风向Df之间的夹角为J1，通过将引力合力的方向分解为两个方向，即平行于目标风力的风向的平行方向和垂直于目标风力的风向的垂直方向。根据步骤c1可以计算得到引力合力在平行方向上对目标风力所产生的风速增量值△Vfnew1=Hatt/cosJ1*t*0.01。

步骤c2、根据斥力合力的大小、斥力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角和目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测斥力合力在平行于目标风力的方向上对目标风力的风速减量值。

其中，斥力合力的方向Drep与目标风力的风向Df之间的夹角为J2，仍然需要将斥力合力的方向分解为两个方向，即平行于目标风力的风向的平行方向和垂直于目标风力的风向的垂直方向。则根据步骤c1可以计算得到斥力合力在平行方向上对目标风力所产生的风速减量值△Vfnew2=Hrep/cosJ2*t*0.03。其中，0.03为常数，代表风力受到斥力的影响的系数。

步骤c3、根据目标风力的风速、风速增量值、风速减量值和引力合力与目标风力之间的方位信息，得到目标风力到达下一子区域时的预测风速。

其中，引力合力与目标风力之间的方位信息是指以目标风力的前进方向为Y轴正半轴建立一风力坐标系，引力合力在风力坐标系的象限位置。

目标风力在前进过程中，会受到引力合力大小Hatt，引力合力方向Datt，斥力合力大小Hrep，斥力合力方向Grep的综合影响。针对引力合力，若引力合力的方向位于风力坐标系的第一象限或第四象限，则会对目标风力产生加速作用。若引力合力的方向位于风力坐标系的第二象限或第三象限，则会对目标风力产生阻挡作用。

可选的，步骤c3可以表示为如下公式：Vfnew=Vf±Vfnew1-Vfnew2；其中，±符号为加号还是为减号，根据引力合力在风力坐标系的象限位置决定，若引力合力的方向位于风力坐标系的第一象限或第四象限，则±符号为加号。若引力合力的方向位于风力坐标系的第二象限或第三象限，则±符号为减号。其中，0.01为常数，代表风力受到引力影响的系数。

在本申请的一个或多个实施例中，可选的，根据目标风力、目标风力发电机组所在的子区域所受到的引力合力和斥力合力，预测目标风力到达下一子区域时的预测风向，包括：

步骤d1、根据引力合力的大小、引力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角和目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测引力合力在垂直于目标风力的方向上对目标风力的第一偏移距离。

请继续参阅图7，根据如下公式可以计算得到引力合力对目标风力在垂直方向上的偏移距离：FI=Hatt/sinJ1*t*0.01；则是在垂直方向上将目标风力平移FI的距离。图中的虚线箭头在垂直方向上的距离即为第一偏移距离，虚线箭头的指向即为引力合力影响后的风力的走向。

步骤d2、根据斥力合力的大小、斥力合力的方向与目标风力的风向之间的夹角和目标风力通过目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测斥力合力在垂直于目标风力的方向上对目标风力的第二偏移距离。

其中，步骤d2的具体实现过程与步骤d1的具体实现过程类似，具体可以参见步骤d1的具体实现过程的介绍，此处不再赘述。

步骤d3、根据目标风力的风向、第一偏移距离和第二偏移距离，得到目标风力到达下一子区域时的预测风向。

具体的，请继续参阅图7，是在引力合力垂直于目标风力的方向上对目标风力的风向偏移第一偏移距离，得到新的风向，并在新的风向的基础上，在斥力合力垂直于目标风力的方向上对新的风向偏移第二偏移距离，得到预测风向。或者，是在斥力合力垂直于目标风力的方向上对目标风力的风向偏移第二偏移距离，得到新的风向，并在新的风向的基础上，在引力合力垂直于目标风力的方向上对新的风向偏移第一偏移距离，得到预测风向。

在上述方法实施例的基础上，图8为本申请实施例提供的风力发电的控制装置的结构示意图。如图8所示，该装置包括：获取模块81、确定模块82、预测模块83和控制模块84；获取模块81，用于获取目标风力发电机组检测到的目标风力；所述目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；所述目标区域包括多个子区域；确定模块82，用于确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；预测模块83，用于根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；控制模块84，用于根据所述预测风速和所述预测风向，对所述下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

在一些可选的实施例中，所述确定模块82具体用于：确定以所述目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的空气热流动系数和引力距离系数；根据各所述目标子区域的所述空气热流动系数和所述引力距离系数，确定各所述目标子区域的引力；各所述目标子区域的引力的方向为所述目标风力发电机组所在的子区域至各所述目标子区域的方向；对各所述目标子区域的引力进行向量累加，得到所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力。

在一些可选的实施例中，所述确定模块82具体用于：获取所述目标区域的云层图和光照图；所述云层图包括所述目标区域中子区域的云层遮挡比例；光照图包括目标区域中子区域的光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度；根据所述目标区域的云层图和光照图，获取各所述目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度；根据各所述目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度，确定各所述目标子区域的空气热流动系数。

在一些可选的实施例中，所述确定模块82具体用于：根据各所述目标子区域与所述圆心之间的距离，确定各所述目标子区域的引力距离系数；其中，各所述目标子区域与所述圆心之间的距离，与各所述目标子区域的引力距离系数负相关。

在一些可选的实施例中，所述确定模块82具体用于：根据所述目标风力发电机组所在的子区域的平均高度与多个相邻子区域的平均高度的高度差，确定所述多个相邻子区域的斥力；每个相邻子区域的斥力的方向为所述相邻子区域至所述目标风力发电机组所在的子区域的方向；对所述多个相邻子区域的斥力进行向量累加，得到所述目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力。

在一些可选的实施例中，所述预测模块83具体用于：根据所述引力合力的大小、所述引力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角、所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述引力合力在平行于所述目标风力的方向上对所述目标风力的风速增量值；根据所述斥力合力的大小、所述斥力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述斥力合力在平行于所述目标风力的方向上对所述目标风力的风速减量值；根据所述目标风力的风速、所述风速增量值、所述风速减量值和所述引力合力与所述目标风力之间的方位信息，得到所述目标风力到达下一子区域时的预测风速。

在一些可选的实施例中，所述预测模块83具体用于：根据所述引力合力的大小、所述引力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述引力合力在垂直于所述目标风力的方向上对所述目标风力的第一偏移距离；根据所述斥力合力的大小、所述斥力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述斥力合力在垂直于所述目标风力的方向上对所述目标风力的第二偏移距离；根据所述目标风力的风向、所述第一偏移距离和所述第二偏移距离，得到所述目标风力到达下一子区域时的预测风向。

本申请实施例提供的风力发电的控制装置，可用于执行上述实施例中风力发电的控制方法的技术方案，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

图9为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，该电子设备可以包括：收发器91、处理器92、存储器93。

处理器92执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器92执行上述实施例中的方案。处理器92可以是通用处理器，包括中央处理器CPU、网络处理器（network processor，NP）等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

存储器93通过系统总线与处理器92连接并完成相互间的通信，存储器93用于存储计算机程序指令。

收发器91可以用于获取目标风力发电机组检测到的目标风力；目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组，该目标区域包括多个子区域。

系统总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，EISA）总线等。系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。收发器用于实现数据库访问装置与其他计算机（例如客户端、读写库和只读库）之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器（randomaccess memory，RAM），也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory）。

本申请实施例提供的电子设备，可以是上述实施例的风力发电机组中的控制器。

本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行上述实施例中风力发电的控制方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例风力发电的控制方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，其存储在计算机可读存储介质中，至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序时可实现上述实施例中风力发电的控制方法的技术方案。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (11)

1.一种风力发电的控制方法，其特征在于，包括：

获取目标风力发电机组检测到的目标风力；所述目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；所述目标区域包括多个子区域；

确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；

根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；

根据所述预测风速和所述预测风向，对所述下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力，包括：

确定以所述目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的空气热流动系数和引力距离系数；

根据各所述目标子区域的所述空气热流动系数和所述引力距离系数，确定各所述目标子区域的引力；各所述目标子区域的引力的方向为所述目标风力发电机组所在的子区域至各所述目标子区域的方向；

对各所述目标子区域的引力进行向量累加，得到所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定以所述目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的空气热流动系数，包括：

获取所述目标区域的云层图和光照图；所述云层图包括所述目标区域中子区域的云层遮挡比例；光照图包括目标区域中子区域的光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度；

根据所述目标区域的云层图和光照图，获取各所述目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度；

根据各所述目标子区域的云层遮挡比例、光照强度、预设时间内连续照射时长和照射角度，确定各所述目标子区域的空气热流动系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定以所述目标风力发电机组所在的子区域为圆心，以预设距离为半径的预设圆形区域内各目标子区域的引力距离系数，包括：

根据各所述目标子区域与所述圆心之间的距离，确定各所述目标子区域的引力距离系数；

其中，各所述目标子区域与所述圆心之间的距离，与各所述目标子区域的引力距离系数负相关。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力，包括：

根据所述目标风力发电机组所在的子区域的平均高度与多个相邻子区域的平均高度的高度差，确定所述多个相邻子区域的斥力；每个相邻子区域的斥力的方向为所述相邻子区域至所述目标风力发电机组所在的子区域的方向；

对所述多个相邻子区域的斥力进行向量累加，得到所述目标风力发电机组周围的子区域的斥力合力。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标风力、所述引力合力和斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向，包括：

根据所述引力合力的大小、所述引力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角、所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述引力合力在平行于所述目标风力的方向上对所述目标风力的风速增量值；

根据所述斥力合力的大小、所述斥力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述斥力合力在平行于所述目标风力的方向上对所述目标风力的风速减量值；

根据所述目标风力的风速、所述风速增量值、所述风速减量值和所述引力合力与所述目标风力之间的方位信息，得到所述目标风力到达下一子区域时的预测风速。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风向，包括：

根据所述引力合力的大小、所述引力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述引力合力在垂直于所述目标风力的方向上对所述目标风力的第一偏移距离；

根据所述斥力合力的大小、所述斥力合力的方向与所述目标风力的风向之间的夹角和所述目标风力通过所述目标风力发电机组所在的子区域所使用的时间，预测所述斥力合力在垂直于所述目标风力的方向上对所述目标风力的第二偏移距离；

根据所述目标风力的风向、所述第一偏移距离和所述第二偏移距离，得到所述目标风力到达下一子区域时的预测风向。

8.一种风力发电的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标风力发电机组检测到的目标风力；所述目标风力发电机组为目标区域内多台风力发电机组中首个检测到风力的风力发电机组；所述目标区域包括多个子区域；

确定模块，用于确定所述目标风力发电机组周围的子区域的引力合力和斥力合力；

预测模块，用于根据所述目标风力、所述引力合力和所述斥力合力，预测所述目标风力到达下一子区域时的预测风速和预测风向；

调整模块，用于根据所述预测风速和所述预测风向，对所述下一子区域处的风力发电机组的桨距和桨轴方向进行调整。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

11.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

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